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Nanomateriais metálicos controlados para aplicações em catálise

Processo: 13/19861-6
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de fevereiro de 2014 - 31 de março de 2016
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
Pesquisador responsável:Pedro Henrique Cury Camargo
Beneficiário:Pedro Henrique Cury Camargo
Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Auxílios(s) vinculado(s):15/50010-8 - Direct serine synthesis from glycerol derivate: looking for bimetallic synergy, AP.R SPRINT
14/50298-9 - Imageamento elementar em tempo real da síntese e degradação de nanopartículas controladas, AP.R
Assunto(s):Catálise  Materiais nanoestruturados  Materiais metálicos  Síntese química  Ressonância de plasmônio de superfície 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:bimetálicos | catálise | nanoestruturas | Plasmônica | síntese controlada | trimetálicos | Nanomateriais

Resumo

Este projeto propõe a utilização de metodologias simples, versáteis e ambientalmente amigáveis para a obtenção de nanomateriais bi- e tri-metálicos apresentando tamanho, forma, composição, estrutura (interiores sólidos ou vazios) e arquitetura (nanodendritos os sistemas caroço-casca) bem definidos e controláveis. Especificamente, focaremos em três classes de sistemas: i) nanocascas trimetálicas do tipo Ag-PtAu, Ag-PdAu e Ag-PdPt; ii) nanodendritos compostos por Ag-M e Au-M (M= Pd, Pt, Rh e Au); e iii) sistemas caroço-casca do tipo Ag-M e Au-M. Enquanto as nanocascas trimetálicas serão produzidas através de uma abordagem baseada na reação de substituição galvânica, os nanodendritos e sistemas caroço-casca serão obtidos através do crescimento por semente. Em uma próxima etapa deste projeto, nanocascas bimetálicas de Ag-Au, Ag-Pd e Ag-Pt (desenvolvidas no nosso primeiro auxílio regular), bem como os materiais i), ii) e iii) serão utilizados como catalisadores heterogêneos para uma variedade de reações modelo relevantes no contexto da síntese química. Em particular, nos concentraremos na reação de hidrogenação do 4-nitrofenol, acoplamento tri-componente via ativação da ligação C-H, acoplamento Suzuki, e oxidação do álcool benzílico e terpenos. Como os nanomateriais obtidos neste projeto terão características controladas, temos o interesse na investigação sistemática de como as atividades catalíticas em cada caso (porcentagens de conversão e seletividade) variam em função dos parâmetros físico-químicos que definem o nanomaterial (tamanho, composição, estrutura e arquitetura). Em uma ultima etapa, pretendemos iniciar estudos referentes a utilização dos nanomateriais desenvolvidos em processos catalíticos intensificados por ressonância plasmônica de superfície. (AU)

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Publicações científicas (22)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
DA SILVA, ANDERSON G. M.; RODRIGUES, THENNER S.; WANG, JIALE; YAMADA, LILIAM K.; ALVES, TIAGO V.; ORNELLAS, FERNANDO R.; ANDO, ROMULO A.; CAMARGO, PEDRO H. C.. The Fault in Their Shapes: Investigating the Surface-Plasmon-Resonance-Mediated Catalytic Activities of Silver Quasi-Spheres, Cubes, Triangular Prisms, and Wires. Langmuir, v. 31, n. 37, p. 10272-10278, . (13/19861-6)
DA SILVA, ANDERSON G. M.; RODRIGUES, THENNER S.; CORREIA, VALQUIRIO G.; ALVES, TIAGO V.; ALVES, RAFAEL S.; ANDO, ROMULO A.; ORNELLAS, FERNANDO R.; WANG, JIALE; ANDRADE, LEANDRO H.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Plasmonic Nanorattles as Next-Generation Catalysts for Surface Plasmon Resonance-Mediated Oxidations Promoted by Activated Oxygen. ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION, v. 55, n. 25, p. 7111-7115, . (15/21366-9, 13/19861-6)
WANG, JIALE; CHEN, PEIXUAN; CAMARGO, PEDRO H. C.. Surface diffusion versus atomic addition: using temperature to maneuver the morphology of Pd nanostructures by seeded-growth. JOURNAL OF NANOPARTICLE RESEARCH, v. 16, n. 12, . (13/05709-8, 13/19861-6)
WANG, JIALE; ANDO, ROMULO A.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Controlling the Selectivity of the Surface Plasmon Resonance Mediated Oxidation of p-Aminothiophenol on Au Nanoparticles by Charge Transfer from UV-excited TiO2. ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION, v. 54, n. 23, p. 6909-6912, . (13/05709-8, 13/19861-6)
DOS REIS, FLAVIA V. E.; ANTONIN, VANESSA S.; HAMMER, PETER; SANTOS, MAURO C.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Carbon-supported TiO2-Au hybrids as catalysts for the electrogeneration of hydrogen peroxide: Investigating the effect of TiO2 shape. JOURNAL OF CATALYSIS, v. 326, p. 100-106, . (11/21656-6, 13/19861-6)
RODRIGUES, THENNER S.; DA SILVA, ANDERSON G. M.; GONCALVES, MARIANA C.; FAJARDO, HUMBERTO V.; BALZER, ROSANA; PROBST, LUIZ F. D.; CAMARGO, PEDRO H. C.. AgPt Hollow Nanodendrites: Synthesis and Uniform Dispersion over SiO2 Support for Catalytic Applications. HEMNANOMA, v. 1, n. 1, p. 6-pg., . (13/19861-6)
DA SILVA, ANDERSON G. M.; RODRIGUES, THENNER S.; MACEDO, ALEXANDRA; DA SILVA, RAFAEL T. P.; CAMARGO, PEDRO H. C.. An undergraduate level experiment on the synthesis of Au nanoparticles and their size-dependent optical and catalytic properties. Química Nova, v. 37, n. 10, p. 1716+, . (13/19861-6)
DA SILVA, ANDERSON G. M.; LEWIS, EDWARD A.; RODRIGUES, THENNER S.; SLATER, THOMAS J. A.; ALVES, RAFAEL S.; HAIGH, SARAH J.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Surface Segregated AgAu Tadpole-Shaped Nanoparticles Synthesized Via a Single Step Combined Galvanic and Citrate Reduction Reaction. CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL, v. 21, n. 35, p. 12314-12320, . (13/19861-6)
WANG, JIALE; TRINDADE, FABIANE J.; DE AQUINO, CAROLINE B.; PIERETTI, JOANA C.; DOMINGUES, SERGIO H.; ANDO, ROMULO A.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Probing the Catalytic Activity of Reduced Graphene Oxide Decorated with Au Nanoparticles Triggered by Visible Light. CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL, v. 21, n. 27, p. 9889-9894, . (13/05709-8, 12/50259-8, 13/19861-6)
DA SILVA, ANDERSON G. M.; DE SOUZA, MICHELE L.; RODRIGUES, THENNER S.; ALVES, RAFAEL S.; TEMPERINI, MARCIA L. A.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Rapid Synthesis of Hollow Ag-Au Nanodendrites in 15 Seconds by Combining Galvanic Replacement and Precursor Reduction Reactions. CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL, v. 20, n. 46, p. 15040-15046, . (12/13119-3, 13/10831-7, 13/19861-6)
WANG, J. L.; ANDO, ROMULO A.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Investigating the Plasmon-Mediated Catalytic Activity of AgAu Nanoparticles as a Function of Composition: Are Two Metals Better than One?. ACS CATALYSIS, v. 4, n. 11, p. 3815-3819, . (13/05709-8, 13/19861-6)
LEWIS, E. A.; SLATER, T. J. A.; PRESTAT, E.; MACEDO, A.; O'BRIEN, P.; CAMARGO, P. H. C.; HAIGH, S. J.. Real-time imaging and elemental mapping of AgAu nanoparticle transformations. NANOSCALE, v. 6, n. 22, p. 13598-13605, . (13/19861-6)
RODRIGUES, THENNER S.; DA SILVA, ANDERSON G. M.; MACEDO, ALEXANDRA; FARINI, BRUNA W.; ALVES, RAFAEL DA S.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Probing the catalytic activity of bimetallic versus trimetallic nanoshells. Journal of Materials Science, v. 50, n. 16, p. 5620-5629, . (13/19861-6)
CARDOSO, MARIANA B. T.; LEWIS, EDWARD; CASTRO, POLLYANA S.; DANTAS, LUIZA M. F.; DE OLIVEIRA, CAIO C. S.; BERTOTTI, MAURO; HAIGH, SARAH J.; CAMARGO, PEDRO H. C.. A Facile Strategy to Support Palladium Nanoparticles on Carbon Nanotubes, Employing Polyvinylpyrrolidone as a Surface Modifier. European Journal of Inorganic Chemistry, v. 2014, n. 9, p. 1439-1445, . (11/06847-0, 13/19861-6)
SLATER, THOMAS J. A.; MACEDO, ALEXANDRA; SCHROEDER, SVEN L. M.; BURKE, M. GRACE; O'BRIEN, PAUL; CAMARGO, PEDRO H. C.; HAIGH, SARAH J.. Correlating Catalytic Activity of Ag-Au Nanoparticles with 3D Compositional Variations. Nano Letters, v. 14, n. 4, p. 1921-1926, . (11/06847-0, 13/19861-6)
RODRIGUES, THENNER S.; DA SILVA, ANDERSON G. M.; GONCALVES, MARIANA C.; FAJARDO, HUMBERTO V.; BALZER, ROSANA; PROBST, LUIZ F. D.; CAMARGO, PEDRO H. C.. AgPt Hollow Nanodendrites: Synthesis and Uniform Dispersion over SiO2 Support for Catalytic Applications. CHEMNANOMAT, v. 1, n. 1, p. 46-51, . (13/19861-6)
YAMADA, LILIAM K.; DA SILVA, ANDERSON G. M.; RODRIGUES, THENNER S.; HAIGH, SARAH J.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Bimetallic Au@Pd-Au Tadpole-Shaped Asymmetric Nanostructures by a Combination of Precursor Reduction and Ostwald Ripening. CHEMNANOMAT, v. 2, n. 6, p. 509-514, . (15/21366-9, 13/19861-6)
DA SILVA, ANDERSON G. M.; RODRIGUES, THENNER S.; TAGUCHI, LAIS S. K.; FAJARDO, HUMBERTO V.; BALZER, ROSANA; PROBST, LUIZ F. D.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Pd-based nanoflowers catalysts: controlling size, composition, and structures for the 4-nitrophenol reduction and BTX oxidation reactions. Journal of Materials Science, v. 51, n. 1, p. 603-614, . (13/19861-6)
DA SILVA, ANDERSON G. M.; RODRIGUES, THENNER S.; SLATER, THOMAS J. A.; LEWIS, EDWARD A.; ALVES, RAFAEL S.; FAJARDO, HUMBERTO V.; BALZER, ROSANA; DA SILVA, ALISSON H. M.; DE FREITAS, ISABEL C.; OLIVEIRA, DANIELA C.; et al. Controlling Size, Morphology, and Surface Composition of AgAu Nanodendrites in 15 s for Improved Environmental Catalysis under Low Metal Loadings. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, v. 7, n. 46, p. 25624-25632, . (13/19861-6)
RODRIGUES, THENNER S.; DA SILVA, ANDERSON G. M.; DE MOURA, ARTHUR B. L.; FREITAS, ISABELLA G.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Rational design of plasmonic catalysts: matching the surface plasmon resonance with lamp emission spectra for improved performance in AgAu nanorings. RSC ADVANCES, v. 6, n. 67, p. 62286-62290, . (15/21366-9, 13/19861-6)
WANG, JIALE; ALVES, TIAGO V.; TRINDADE, FABIANE J.; DE AQUINO, CAROLINE B.; PIERETTI, JOANA C.; DOMINGUES, SERGIO H.; ANDO, ROMULO A.; ORNELLAS, FERNANDO R.; CAMARGO, PEDRO H. C.. Theoretical Design and Experimental Realization of Quasi Single Electron Enhancement in Plasmonic Catalysis. ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION, v. 54, n. 48, p. 14427-14431, . (13/05709-8, 13/07377-2, 12/50259-8, 13/19861-6)
AL-OTAIFY, ALI; LEONTIADOU, MARINA A.; DOS REIS, FLAVIA V. E.; DAMATO, TATIANA C.; CAMARGO, PEDRO H. C.; BINKS, DAVID J.. Size dependence of ultrafast charge dynamics in monodisperse Au nanoparticles supported on TiO2 colloidal spheres. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 16, n. 27, p. 14189-14194, . (13/19861-6)

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